Учени се натъкнаха на изцяло нов тип химична връзка. И тя е много по-силна, отколкото би трябвало.
Новата връзка показва, че разделението между мощните ковалентни връзки, които свързват молекулите заедно, и слабите водородни връзки, които се образуват между молекулите и могат да бъдат разбити от нещо толкова просто, колкото разбъркването на сол в чаша с вода, не е толкова ясно, колкото пише в учебниците по химия.
Ако се върнем назад в гимназиалните години, ще си припомним, че съществуват различни видове връзки, свързващи атомите в молекули и кристални структури.
Йонните връзки свързват метали с неметали, за да доведат до образуването на соли. Силните ковалентни връзки свързват молекули като въглероден диоксид и вода. Далеч по-слабите водородни връзки се образуват заради елекстротатично по вид привличане между водорода и далеч по-отрицателно зареден атом или молекула. Това например кара водните молекули да се привличат помежду си и да образуват кристални капчици.
Йонните, ковалентните и водородните връзки са сравнително стабилни – те траят сравнително дълго и се характеризират с ефекти, които лесно могат да бъдат наблюдавани.
Изследователите обаче от доста време насам знаят, че по време на химична реакция (когато химичните връзки се формират или разпадат) ситуацията е далеч по-сложна и включва „междинни състояния“, които могат да траят части от секундата и са много по-трудни за наблюдение.
В новото изследване учените успяват да накарат тези междинни състояния да продължат толкова дълго, че да могат да бъдат проучени детайлно. В края на краищата откриват водородна връзка със силата на ковалентна връзка, която обвързва атомите в нещо, наподобяващо молекула. Нейната сила е около 45,8 килокалории на мол (единица за измерване на количество вещество в Международната система от единици (SI), една от седемте основни единици на SI) – т.е. много по-голяма от тази на някои ковалентни връзки. Азотните молекули например са съставени от два азотни атома, свързани помежду си с около 40 килокалории/мол. Една водородна връзка пък има енергия от порядъка на 1 до 3 килокалории/мол.
„Откриването на хибридно ковалентно-водородно състояние не само че поставя под въпрос сегашните ни разбирания за това какво представлява една химична връзка, но и ни предоставя възможността да разберем по-добре самите химични реакции - пишат учените -, при които междинните реакции рядко се изучават директно.“
Откритията са публикувани в Science.
